DE2520928A1

DE2520928A1 - Lastabhaengiges druckminderungsventil

Info

Publication number: DE2520928A1
Application number: DE19752520928
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Nagara
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1975-05-10
Publication date: 1975-11-13
Also published as: DE2520928B2; FR2270128A1; AU8102775A; GB1486990A; CA1021224A; US3967861A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. RWeickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A. Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

XI

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

SUMITOMO ELECTRIC INDUSTRIES, Ltd.
15ι Kitahama 5-chome, Higashi-ku
Osaka, Japan

LastabhMnd ce s Druckminderunutsventil

In Bremskreisen fUr die Hinterräder eines Fahrzeugs sind bereits Ventile verwendet worden, die den hydraulischen Bremsdruck vermindern, der auf die Hinterrad-Bremszylinder ausgeübt wird, und zwar derart, daß dieser Druck geringer ist als der auf die Vorderradbremsen ausgeübte Bremsdruck. Hierbei liegt die Vorstellung zu Grunde, daß verhindert ist, daß die Hinterräder früher als die Vorderräder abgebremst werden, um nämlich ein Blockieren bzw. Hemmen auf der Fahrzeugrückseite zu verhindern. Bei Reduzierventilen bzw. Druckminderungsventilen herkömmlicher Art, bei denen die Vermeidung eines rückseitigen Durchrutschens auf Fahrzeuge beschränkt ist, die für einen bestimmten oder vorher festgelegten Belastungswert berechnet sind,zeigt sich jedoch ein Nachteil insofern, als eine Vermeidung des Durchrutschens in ausreichen-

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dem Ausmaß nicht erwartet werden kann, wenn die Fahrzeugbelastung geringer ist als dem vorgeschriebenen Belastungswert entspricht. Auf der anderen Seite wird sich die Bremskraft als ungenügend erweisen, wenn die Belastung bzw. Last höher ist als der vorgeschriebene Wert. Zur Vermeidung dieses Nachteils wird ein lastabhängiges Druckminderungsventil verwendet.

Die lastabhängigen Druckminderungsventile können grob in zwei Klassen eingeteilt werden, d.h. in die Klasse der Lastbzw. Belastungsermittelung und in die Klasse der Verzögerungs-Srmittelung.

Bei der Klasse der Belastungs-Ermittelung, bei der das Absinken der Fahrzeugladeplattform durch die Last oder der durch die Last erzeugte hydraulische Druck unmittelbar mechanisch auf das Druckminderungsventil übertragen wird, ua die Leistung des betreffenden Druckminderungsventils zu modulieren, ist die Wirklinie oder Richtung der auf das

für Druckminderungsventil ausgeübten Kraft jedoch /eine Änderung verantwortlich, oder aber die betreffende ausgeübte Kraft wirkt schief, wodurch der Verminderungs-Anfangsdruck einer unregelmäßigen Änderung durch die Vibration des Fahrzeugs ausgesetzt ist, und zwar auf Grund der Ungleichmäßigkeit der Straßendecke oder auf Grund eines ungleichmäßigen Niedergehens des Fahrzeugs beim Bremsen. Ferner ist ein Nachteil insofern vorhanden, als eine mühsame Einstellung erforderlich ist, wenn das Fahrzeug mit der Einrichtung versehen ist.

Bei der Druckminderungsventilklasse vom Typ der Verzögerungs-Srmittelung wird eine durch Trägheit betätigte Kugel verwendet,

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die die Betätigung des Druckminderungsventils beginnt, wenn die Verzögerung bzw. Abbremsung des Fahrzeugs einen bestimmten Wert erreicht. Das Ansprechvermögen auf die Belastung wird dabei indirekt beeinflußt, und zwar durch eine Erhöhung des hydraulischen Bremsdrucks zu» Zeitpunkt des Vorliegen* einer erhöhten Belastung auf dem Fahrzeug. Diese Ventilart ist Jedoch nicht geeignet für Fahrzeuge, die keine Empfindlichkeit zeigen für die Differenz in der Verzögerung, die durch unterschiedlich ausgeübte Belastungen auf das Fahrzeug hervorgerufen wird.

Ventile vom Belastungs-Ermittelungstyp sind z.B. aus der US-PS 3 169 800 und US-PS 3 362 758 bekannt. Ventile des Verzögerungs-i-rmittelungstyps sind z.B. aus der US-PS 3 317 bekannt.

!.in Uruckminderungsventil, bei dem der Druckreduzierkolben durch den hydraulischen Druck einer Steuerkammer gesteuert wird, 1st an anderer Stelle angegeben worden (JA-OS 49-37066).

Bezüglich der lastabhängigen Druckeinderungsventlle bekannter Art sei bemerkt, daß diese auf der Regulierung des Herabsetzungs-Anfangsdrucks basieren, indem unmittelbar mechanisch Kräfte ausgeübt werden, die proportional der Belastung auf das Fahrzeug sind. Wie zuvor erläutert, zeigen derartige bekannte Systeme einen ungenauen Betrieb aufgrund mechanischer Verluste. Derartige mechanische Verluste gehen auf die Änderungen der auf das Regulierventil ausgeübten, durch die Belastung hervorgerufenen mechanischen Kräfte zurück. Die betreffenden mechanischen Kräfte werden dabei auf das Regulierventil ausgeübt, um dieses mit Rücksicht auf die ungleichmäßigen Straßenzustände _s oder dgl. zu regulieren.

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Der Erfindung liegt dabei die Aufgabe zu Grunde, einen Weg zu zeigen, wie unter Vermeidung der vorstehend aufgezeigten Nachteile im Zusammenhang mit Druckminderungsventilen des Belastungs-i-rmittelungstyps ein lastabhängiges Druckminderungsventil geschaffen werden kann, das indirekt auf die auf das Fahrzeug ausgeübte Belastung anspricht, und zwar über einen hydraulischen Steuerdruck, der den Anfangsdruck des Druckminderungsventils im Verhältnis zu der Belastung des Fahrzeugs reguliert.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem lastabhängigen Druckminderungsventil für das Hinterrad-Bremssystem eines Fahrzeugs erfindungsgemäß dadurch, daß der auf die Hinterradbremse des Fahrzeugs ausgeübte hydraulische Bremsdruck auf bestimmte Verminderungs-Anfangspegel proportional vermindert wird, die ihrerseits von der Last abhängen, die das Fahrzeug trägt, und daß das betreffende Druckminderungsventil durch ein Fluidmedium reguliert wird. Wie bei herkömmlichen Druckminderungsventilen ist das Druckminderungsventil gemäß der Erfindung mit einem Kolben versehen, der im Zusammenwirken mit einem Ventilsitz entsprechend der bzw. durch die Flächendifferenz zwischen den Kolbenflächen, die einen hydraulischen Druck von einer hydraulischen Druckwelle her aufnehmen, und der Hinterradbremse derart gesteuert wird, daß der Durchlaß der hydraulischen Bremsflüssigkeit von der hydraulischen Druckwelle zu dem Hinterrad-Bremssystem freigegeben bzw. versperrt wird. In dem Druckminderungsventil ist eine Steuerkammer vorgesehen, die derart betreibbar ist, daß ein Steuerfluiddruck gespeichert wird, um den Kolben in dem Druckminderungavtntil in die Richtung zu drücken, die erforderlich ist, um dies·« Ventil zu öffnen, damit der

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Anfangsdruck des Druckslnderungsbstriebs des ventile in Abhängigkeit von der Last auf de» Fahrzeug gesteuert bzw. reguliert wird· Das lastabbängige Druckminderungsventll gesftd der Erfindung ist Jedoch Kit eine» steuerventil versehen, welches den Durchtritt des hydraulischen Fluids von der hydraulischen Druckquelle her zu der Steuerkammer freigibt bzw« versperrt. Die auf das Fahrzeug ausgeübte L»*t bzw. Be· lastung wird proportional über ein vorgespanntes Glied oder über vorgespannte Einrichtungen Übertragen* die dieses Steuer* ventil in eine Stellung führen, in der es in eine» AusaeB offen bleibt, welches proportional der auf das Fahrzeug aus* geübten Belastung 1st. Dadurch wird der Herabsetzungs«Anfangsdruck des Druckminderungsventile durch Regulierung des hydraulischen Fluiddrucks in der Steuerkaaaer entsprechend angehoben.

Die das Steuerventil vorspannenden Einrichtungen enthalten vorzugsweise eine Feder, die in Abhängigkeit von der auf das Fahrzeug ausgeübten Belastung zusammengedrückt wird, wodurch die Spindel des Steuerventils ihrerseits in die üffnungsrichtung des Ventils gefuhrt wird. Darüber hinaus wird der von der hydraulischen Bremsdruckquelle ausgeübte hydraulische Breasdruck, der unabhängig auf das Vorderrad-Breassystea des Fahrzeugs ausgeübt wird, auch auf die Spindel des Steuerventils in einer solchen Wirkrichtung ausgeübt» das dies·· Ventil in seine Schließstellung gelangt» Venn das vordere Bre»ssyste» auf Grund eines Lecks ausfällt, schlieft demgemäß das Steuerventil solang« nicht, bis ein höherer Druckpegel von der hydraulischen Druckquelle her erreicht ist, die das Hinterrad-Bremssyatem speist, d.h. ein höherer Druckpegel als sonst zu erwarten wire, wean das Vorderrad-Bremssyste» vollständig betreieear wire· Dadurch

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wird der Herabsetzungs-Anfangsdruck des Druckminderungsventils angehoben, wodurch die Bremsdrücke angehoben werden, die auf das Hinterrad-Bremssystem wirken. Dadurch erfolgt eine Kompensation des im Vorderrad-Bremssystem auftretenden Verlustes.

Das lastabhängige Druckminderungsventil gemäß der Erfindung kann außerdem vorzugsweise eine Druckpuffereinrichtung enthalten» die es ermöglicht, die Kapazität der Fluidsteuerkammer elastisch zu erweitern, um Fluiddruckänderungen in der Steuerkammer zu kompensieren, die lediglich auf die Verschiebung des Druckminderungsventil-Kolbens innerhalb der Kammer auftreten können, so daß die Bewegung des Kolbens innerhalb der Steuerkammer keine nachteiligen Veränderungen des Herabsetzungs-Anfangsdrucks des Ventils bewirkt.

Das Federglied oder die Federeinrichtungen, die die Fahrzeuglastkräfte von dem Fahrzeugkörper auf das Steuerventil übertragen, sind vorzugsweise in einem Zylinder enthalten, um ein Ausknicken bzw. Verbiegen des Federgliedes zu verhindern und um das betreffende Federglied bzw. die Federeinrichtungen vor den Elementen zu schützen.

Das lastabhängige Druckminderungsventil gemäß der Erfindung ist ferner gekennzeichnet durch die Verwendung eines flexiblen Trägers, der in dem mechanischen Übertragungssystem der Lastkräfte von dem Fahrzeugkörper auf die zuvor erwähnte Feder untergebracht ist (die ihrerseits den Betrieb des Steuerventils steuert), um die Auswirkungen unerwünschter äußerer mechanischer Kräfte, denen das Fahrzeug ausgesetzt ist, hinsichtlich der Wirkung auf das Druckminderungsventil über den mechanischen Teil des Systems zu minimieren,

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der das Ausmaß der Last ermittelt, die von dem Fahrzeug-Traggeste H bzw. -Laetgestell getragen wird, un eine ungenaue .Ermittelung der tatsächlichen Größe der Belastung auf den Fahrzeugkasten zu verhindern. Die erwähnten unerwünschten äußeren mechanischen Kräfte, denen das Fahrzeug ausgesetzt 1st, gehen auf unebene Straßenzustände und dgl. zurück.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einigen praktischen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1 zeigt schematisch einen hydraulischen Bremsdruckkreis gemäß der !Erfindung in einen Fahrzeug. Fig. 2 zeigt in einer Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel des Drucksonderungsventils geeäß der Erfindung. Fig. 3 veranschaulicht in einen Kurvendiagraae die Beziehung zwischen den Vorderrad-Bremsdruck und dem Hinterrad-Bremsdruck zwecks Erläuterung der Arbeitsweise des Druckminderungeventils geeäß der Erfindung.

Flg. 4 zeigt in einer Schnittansicht ein zweites Ausführungsbeispiel des Druckminderungsventils gemäß der Erfindung. Fig. 5 zeigt schematisch die relative Stellung des Ventils gemäß des zweiten Ausführungsbeispiel in bezug auf die Hinterradachse bei Unterbringung in einem Fahrzeug.

Ib folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Dieses erste Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 und 2 dargestellt. Gemäß diesem AusfUfarungabeispiel sind ein Druckminderungsventil PV und ein lastabhängig·« Steuerventil CV in einem Körper untergebracht und zwischen einer Ladeplattform 13 und einem Lager 17 angeordnet, das an der Hinterradachse 18 befestigt let· Di· Last bzw. Belastung auf der Ladeplattform 13 spannt eine

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Blattfeder» die zwischen der Ladeplattform und der Radachse angeordnet ist, wodurch eich die Ladeplattform in Richtung des Pfeiles 14 nach unten bewegt, wenn sie unter Last steht.

Ergebnis dieses Abeenkene der Ladeplattform wird die Höhe *L* des Ventils 6 als Ganzes geringer. Infolge dieser Verkürzung der Höhe "L" steigt die Rückschlagkraft der in Flg. 2 dargestellten Lastfeder 16 an und bewirkt, daß das Steuerventil CV bei einem höheren Druck zu schließen ist, wie dies weiter unten noch Ib einzelnen erläutert werden wird.

Auf der anderen Seite wird der hydraulische Bremsdruck auf die beiden Vorderradbremsan 4 und 4' ausgeübt, und zwar durch eine Leitung 2, die you einem £nde des Zweifach-Hauptzylinder* 1 herkommt,sowie durch Leitungen 3·

Eine Leitung bzw* ein Rohr 8,die bzw. das von einem anderen Teil des Zweifach-Hauptzylinders 1 her_komat_t ist mit einer Einlaßöffnung 9 des Bructaainderungsventils PV verbunden, über dieses Druckminderungsventil PV ist die betreffende Bremsleitung mit den Hinterradbremsen 12 und 12* verbunden, und zwar über eine Auelaßöffnung 10 und die Rohre bzw. Leitungen 11. Von der Rohrleitung 2 zweigt mittels eines Verbindungsgliedes 2* eine Rohrleitung 5 ab, die an der Einlaßöffnung 7 angeschlossen ist und die, wie später noch erläutert werden wird, in geeigneter Weise die Hinterradbremstaag xu einem solchen Zeitpunkt richtig einstellt, zu dem der Vorderrad-Bremskreis ein Leck aufweist.

Das in flg. 2 dargestellte Druckminderungsventil PV ist mit einem Kolben 20 versehen, der sich in der Kammer 38 axial

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bewegt, die die Einlaßöffnung 9 und die Auslaßöffnung 10 (in der Zeichnung nicht vollständig dargestellt) verbindet. Der betreffende Kolben bewegt sich dabei entsprechend der Differenz zwischen den den hydraulischen Druck P der Einlaßöffnung bzw. den hydraulischen Druck P_r der Auslaßöffnung aufnehmenden Flächen und dem Ventilsitz 22, der mit dem Kolben 20 zusammenwirkt. Der betreffende Kolben bewirkt dabei ein Öffnen und Schließen des Durchgangs zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung, und zwar zum Zwecke der Übertragung des hydraulischen Druckes P_n zu der Auslaß öffnung, nachdem dieser Druck vermindert ist.

Der Schaft 59 des Kolbens 20 weist eine Querschnittsfläche A₂ auf. Der Umfang des betreffenden Schaftes ist mittels einer Flachdichtung 21 gleitbar abgedichtet. Die betreffende Flachdichtung 21 1st in einem Ring gebildet, der einen nach oben hin offenen V-förmigen Querschnitt besitzt, und der als Prüfventil wizkt, welches den Fluiddurchtritt in dem Fall versperrt, daß der hydraulische Druck P_m in der Kammer 51 höher ist als der hydraulische Druck P_c in der Steuerkammer 31· Auf diese Welse wird durch das Prüfventil der hydraulische Druck P_c auf die P^-Kammer übertragen, wenn der Zustand umgedreht ist.

IMter dem Schaft 59 1st die Steuerkammer 31 vorgesehen. Dies ermöglicht dem Kolben 20, nach unten b«w«gt zu werden. Der hydraulische Druck P^ wird von der Kammer 58 über den Durchgang 52, das offene Steuerventil CV und den Durchgang übertragen.

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Unterhalb der Steuerkammer 31 ist ein Zylinder 61 vorgesehen, der einen größeren Durchmesser besitzt als die Steuerkammer und der eine Querschnittsfläche A₅ aufweist. In diesem Zylinder ist ein gleitbarer Kolben 41 eingesetzt«

Der mittlere Teil des Kolbens 41 ist mit einem Kolbenteil 60 versehen, welches einen etwas geringeren Durchmesser besitzt als ihn der Zylinder besitzt. Eine Flach- bzw. Topf dichtung 36 liegt auf diesem Kolbenteil auf. In das untere Ende des Zylinders 61 ist ein Verschlußstöpsel 45 eingeschraubt. Zwischen diesem Verschlußstöpsel 45 und dem Kolbenteil 60 ist eine Tellerfeder 40 im zusammengedruckten Zustand eingefügt. Diese Tellerfeder 40 drückt den obersten Kopf des Kolbens 41 gegen die Scheibe 44. Am obersten Ende oder Kopf des Kolbens 41 ist eine V-förmige Nut 43 vorgesehen, so daß die Steuerkammer 31 über das Hittelloch der Scheibe 44 und die V-förmige Hut 43 mit der an dem Kolbenteil 60 vorgesehenen bzw. gebildeten Flach- bzw. Kopf- oder Napfdichtung 36 in Verbindung steht.

Das unterste Ende des Kolbens 41 ist unter einem Zwischenraum in die innere Unterseite 46 des Verschlußstöpseis 45 eingeführt, der eine Verbindung zur Außenatmosphäre hin herstellt.

Die in Fig. 2 unterhalb der Scheibe 44 dargestellte Anordnung ist nicht in jedem Falle für das Druckminderungsventil PV erforderlich . Wie jedoch welter unten noch erläutert werden wird, stellt diese Scheibe einen Druckpuffer PA dar, der die Leistungsfähigkeit des Druckminderungsventile PV während des Druckminderungsbetriebs verbessert.

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Im folgenden wird das in der rechten Hälfte der Fig. 2 dargestellte Steuerventil CV erläutert.

Die Ventilspindel 23» die den Hauptkörper des Steuerventils CV darstellt, enthält einen Ventilflansch 62, von den eine obere Spindel 63 nach oben absteht und eine Querschnittsfläche A, besitzt und von dem eine untere Spindel 64 nach unten absteht, die eine Querschnittsfläche A^ besitzt. De. die obere Spindel 63 in der Y-Dichtung 25 gleitbar abgedichtet 1st, wird der hydraulische Druck P der Einlaßöffnung 7 von der Querschnittsfläche A, aufgenommen. Die untere Spindel 64 ist in der Flach- bzw. Napfdichtung 28 gleitbar abgedichtet; gegen das unterste Ende der betreffenden Spindel drückt die Lastfeder 16.

Unterhalb des Ventilflansches 62 ist der Ventilsitz 30 mittels eines Stutzringes 29 befestigt. Wenn sich die Ventilspindel absenkt, kommt der Flansch 62 an dem Sitz zur Anlage und versperrt die Verbindung der Durchgänge 42 und 24.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Der hydraulische Druck P in den Durchgängen 42 und 24 1st gleich, wenn der Ventilflansch 62 und der Ventilsitz 30 voneinander getrennt sind. Auf die Ventilspindel 23 wirkt die Kraft P^ · A^ (wobei angenommen ist, daß A, und A. gleich sind).

Wenn der hydraulische Druck P_n des Hauptzylinders 1 ansteigt, wirkt der hydraulische Druck P_fi von der Einlaßöffnung 7 her auf den Querschnittebereich A^ und überwindet die eingestellte Belastung F der Feder 16, wenn die Spindel 23 beginnt, sich

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zu bewegen. Wenn der hydraulische Druck P_ffl den Wert

P . (1)

erreicht, wobei K die Federkonstante der Lastfeder 16 und Al die Größe der Verschiebung der Ventilspindel 23 bedeuten, so erfährt die Ventilspindel 23 eine Verschiebung um /Jl nach unten und schließt den Durchgang zwischen dem Ventilsitz 30 und dem Ventilflansch 62, Auf diese Weise wird der hydraulische Druck P , der von der Einlaßöffnung 9 zu dem Durchgang 42 übertragen worden ist, danach nicht zum Durchgang 24 übertragen. Ferner wird der hydraulische Druck P_c der Steuerkammer 31 zu dem betreffenden Zeltpunkt etwa auf denn Wert P_M gehalten.

Das Druckainderungerentil PV arbeitet bis zu dieses Zeitpunkt nicht. Wenn der hydraulische Druck F_& weiter ansteigt, nachdem der Ventilsitz 30 geschlossen ist, wird der hydraulische Druck P , der den Querschnittsbereich A₂ des Kolbenschaftes 59 herunterdrückt, größer als der hydraulische Druck P_,

der auf den Querschnittsbereich A„ des Kolbenschaftes 59 einen Druck ausübt.

Zwischen des Schaft 59 und der Scheibe 44 ist eine Feder eingefügt, die eine geringe festgelegte Belastung bzw. einen geringen festgelegten Druck £ ausübt und eine kleine Federkonstante k besitzt.

Obwohl der Kolben 20 sich nach unten bewegt, wenn P_ffi weiter ansteigt, wird demgemäß der hydraulische Druck P_fi weiterhin zu dem Hinterradzylinder übertragen, bis der Kolbenkopf 65 den Ventilsitz 22 schlieBt bzw. versperrt.

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Dies bedeutet, daß der Druck P_r entlang der Linie Q-U gemäß Fig. 3 ansteigt. Wenn der Kolben 20 υ» die Strecke ,/JX nach unten bewegt ist und den Ventilsitz 22 schließt bzw. versperrt, wird der hydraulische Hinterrad-Druck P auf den geschlossenen Querschnittsbereich A^ in der Richtung ausgeübt, daß der Kolben 20 nach unten gedrückt wird. Im Unterschied dazu wirken die Kraft f + k^X der Feder 37, die Kraft des hydraulischen Drucks P₀ mit Pj_n (A₁ - A₂) und die Kraft P„A_O in der Richtung, daß der Kolben 20 nach oben

C c.

gedrückt wird.

Demgemäß erfolgt ein Ausgleich in der Stellung des Kolbens entsprechend folgender Gleichung, wenn der Kolbensitz 22 verschlossen ist:

^Pr ^{# A}1 " ^Pm *^(A1 " ^A2* + P_c * A₂ + (f + k4X). Damit erhält man aus der Gleichung (1) folgende Gleichung (Z)t ^pr - -²IT-² · ^p»⁺ τ^τς ^(F ♦;

Das Druckminderungsventil PV überträgt den Druck P auf die Hinterradbremsen, und zwar entsprechend dieser Gleichung (2) vermindert.

Hierbei bedeutet F die festgelegte Belastung bzw. der festgelegte Druck der Lastfeder 16, wie dies bereits erwähnt worden ist. Wenn dieser Druck im Verhältnis zu der auf das Fahrzeug wirkendenBelastung höher wird, wird auch der Druck P_r in der Gleichung (2) im Verhältnis dazu höher.

Wenn der hydraulisch« Druck P_B des Hauptzylinder« ansteigt und den Wert P.. gemäß Fig. 3 erreicht, ist der Ventilsitz

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des Steuerventils CV verschlossen. Wenn der Druck P_M weiter ansteigt, gelangt der Kolben 20 nach unten, und das Druckminderventil PV erreicht den Ausgleich gemäß Gleichung (2), wenn P_ gleich P„ wird. Wenn der Druck P weiter ansteigt, fuhrt demgemäß der Kolben 20 eine öffnungs- und -Schließungs-Bewegung aus, und der Druck P_r nimmt entsprechend dem Verlauf der geraden Linie E¹ zu, die den Gradienten A₁ - A₂/A₁ besitzt. Dadurch wird ein Bremsvorgang ausgeführt, der sich an den entsprechend der Idealkurve E annähert, die den hydraulischen Bremsdruck für Vorder- und Hinterräder eines Fahrzeugs bei einer geringen Belastung angiebt. In entsprechender Weise ist im Falle eines vollständig beladenen Fahrzeugs der Ventilsitz 30 geschlossen, wenn der Druck P_m gleich P_ci wird. Der Ventilsitz 22 ist ebenfalls geschlossen, wenn der betreffende Druck zu P_flf wird. Danach steigt der Druck P_r entsprechend dem Verlauf der geraden Linie F* an. Die Kurve F ist die ideale Kurve für ein vollständig beladenes bzw. belastetes Fahrzeug.

Wie aus der Gleichung (2) hervorgeht, verläuft die gerade Linie E* parallel zu der geraden Linie F*, und zwar entsprechend der Belastung bzw. dem Druck- der Lastfeder bzw. Druckfeder 16, welche Belastung bzw. welcher Druck proportional der Belastung des Fahrzeugs ist. Dies ruft eine lastabhängige Anpassung der Druckminderung hervor.

Wenn P_a sich von einem Wert auf der geraden Linie £'. oder F* aus vermindert, dann folgt der betreffende Druck nicht der Gleichung (2). Dies bedeutet, daß dann, wenn der hydraulische Druck P_M , der auf die Differenzfläche (A₁ - A₂) ausgeübt wird, absinkt, das Gleichgewicht des Kolbens 20 entsprechend der Gleichung (2) aufgehoben ist und das der

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Kolbenkopf 65 sich weiter nach unten bewegt» während die geschlossene Beziehung zu dem Ventilsitz 22 beibehalten bleibt. Auf diese Weise steigt das Volumen auf der Seite der Auslaßöffnung 10 an, und der Druck P_r sinkt entsprechend damit ab. Wenn der Druck P_ weiter absinkt und kleiner wird

als der Druck ?_r, strömt die Flüssigkeit auf der Seite der Auslaßöffnung 10 um den äußeren Umfang des Ventilsitzes 22 herum in die Kammer 53 hinein. Danach nimmt der Druck P_x, mit

dem Druck P^ ab. m

Auf der anderen Seite wird der geschlossene Ventilsitz 30 des Steuerventils CV geöffnet, indem die Ventilspindel 23 angehoben wird, wenn der Druck P_a etwa den durch die Gleichung (1) gegebenen Wert erreicht.

Wenn der zuvor erwähnte Kolben 20 sich abwärts bewegt, während· dessen der Ventilsitz 30 geöffnet ist, steigt der hydraulische

Druck P in der Steuerkammer 31 Jedoch an. Da dieser Anstieg c

des hydraulischen Druckes P die Leistung des Druckminderungs-

ventile PV ungünstig beeinflußt, 1st der Druckpuffer PA vorgesehen, der dieses Ansteigen des Druckes P_c mildert. Da auf die üuerechnittsfläche A₅ des Zylinders 51 der hydraulische

Druck P_n ausgeübt wird, wenn der Druck P_n auf Grund der c c

Abwärtsbewegung des Kolbens 20 ansteigt, werden der Kolben und die Napfdichtung 36 nach unten bewegt, wodurch die Tellerfeder 40 zusammengedrückt wird. Der Anstieg des

Druckes P_n wird demgemäß durch die Vergrößerung des Volumens c

der Steuerkammer 31 gemildert, was durch diese Abwärtsverschiebung hervorgerufen wird. Wie aus dieser Arbeitsweise ersichtlich sein dürfte, kann der Druckpuffer PA irgendwo vorgesehen sein, sofern er imstande 1st, das mit der Steuer-

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kammer 31 verbundene Gesamtvolumen zu erhöhen. Unter dem Gesichtspunkt der Herstellung ist es jedoch zweckmäßig, den betreffenden Puffer an der in Fig. 2 dargestellten Stelle vorzusehen.

Wenn die Feder 37 nicht vorgesehen ist, verbleibt der Kolben 20 in den Ventilsitz 22 auch dann, wenn der hydraulische

Druck P_-. auf Null zurück vermindert worden ist. Zur Verm

meidung dieses Vorgangs ist die Feder 37 vorgesehen.

Aus der Gleichung (2) dürfte ersichtlich seJUi, daß das Vorhandensein der Feder 37 ohne besonderen Zweck im Hinblick auf die Leistung des Druckminderungsventils PV ist. Deshalb sind der Einstelldruck f und die Federkonstante k der betreffenden Feder so klein wie möglich gewühlt, während dem Kolbenkopf 65 ermöglicht 1st, die Reibung des Ventilsitzes zu überwinden und sich zu bewegen.

Das Steuerventil CV ist ferner mit verschiedenen Einrichtungen versehen. Der hydraulische Druck P der mit dem Hauptzylinder des Vorderradsystems verbundenen Einlaßöffnung 7 ist gleich dem hydraulischen Druck der Einlaßöffntang 9. Demgemäß wird die Kraft P · A-, auf die Querschnittsfläche A, der oberen Spindel 63 der Ventilspindel 23 ausgeübt, um die Ventilspindel 23 nach unten zu drücken. In dem Fall, daß in dem Vorderradsystem ein Leck aufgetreten ist, hört diese Kraft auf zu wirken. Wenn A. » A^ gemäß Gleichung (1) wird, wird P_ffi zu:

F + kül

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Vergleicht man die Gleichung (3) mit der Gleichung (1) so zeigt sich, daß der Nenner in der Gleichung (3) kleiner ist, vorausgesetzt, daß der eingestellte Druck der Lastfeder bzw. Druckfeder 16 konstant ist, so daß der hydraulische Druck P_n für die Berührung des Ventilsitzes 30 durch die Ventilspindel 23 natürlich höher wird, wenn der hydraulische Druck der Einlaßöffnung 7 fehlt. Durch diese Anordnung wird der hydraulische Druck von der Einlaßöffnung 9 zu der Auslaß-Öffnung 10 ohne Verminderung übertragen, so daß es möglich ist, die erforderliche Tretkraft für den Fahrer auf einen niedrigen Druck festzulegen, um die vollständig erforderliche Bremskraft mittels des Hinterrad-Bremssystems allein in dem Fall zu erzeugen, daß in dem Vorderrad-Bremssystem ein Leck aufgetreten ist.

Die Y-Dlchtung 25 ist vorgesehen, um zu verhindern, daß der hydraulische Druck P_-. auf der Seite des Durchgangs 42 absinkt bzw. daß die mit dem betreffenden Druck auftretende Flüssigkeit abfließt in dem Fall, daß in dem Bremskreis für das Vorderradsystem ein Leck aufgetreten ist, so daß der hydraulische Druck der Einlaßöffnung 7 verringert ist. Im Zusammenhang hiermit 1st die Scheibe 66 nahe der Einlaßöffnung 7 auf der Seite der Y-Dlchtung 25 vorgesehen, um zu verhindern, dad die Y-Dlchtung durch den Druckunterschied derart durchbiegt, daß dem hydraulischen Druck P_n ermöglicht ist, in die Einlaßöffnung 7 einzutreten.

Einzelheiten bezüglich dieser Y-Dichtung 25 sind in der US-PS 3 736 031 angegeben.

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Ferner ist dieses Steuerventil CV dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring 29 unter dem Ventilsitz 30 vorgesehen ist. Nachdem der Ventilsitz 30 mittels des Flansches 62 verschlossen ist» wird der noch ansteigende hydraulische Brück P_m auf den Querschnittsbereich Ag ausgeübt, und die Ventilspindel neigt dazu, sich weiter nach unten zu bewegen.

Wenn diese Abwärtsbewegung zugelassen ist, werden die oteuerkammer 31 und der ait dieser verbundene Raum kleiner, und der Druck P. steigt in unerwünschter Weise auf einen höheren Wert als den erwarteten Wert an.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ragt der mittlere Teil des Stutzringes 29 in den Ventilsitz 30 hinein, und zwar derart, daß der Flansch 62 den betreffenden Ventilsitz berührt und ein weiteres Absinken verhindert, sobald der Ventilsitz 30 geschlossen ist.

Wenn das Steuerventil dieser Ausführungsfora in bzw. an einem Fahrzeug angebracht wird, ist es jedoch schwierig, die Hittelachse Y-Y der unteren Spindel 64 und die Kittelachse X-X des Federträgers 50 auszurichten. Wenn das betreffende Steuerventil an einem Fahrzeug angebracht ist,in dem es schwierig ist, eine Parallelität zwischen der Ladeplattform 13 und dem Träger 17 zu erzielen, ist es eine mühevolle Aufgabe, die "!»"-Abmessung einzustellen. Die Last bzw. der Druck auf der Lastfeder 16 wird nicht wie erwartet auf die untere Spindel 64 aus den oben angegebenen Gründen übertragen. Um diesen Nachteil zu überwinden, wird das folgende zweite Ausführungebeispiel vorgeschlagen.

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Im folgenden wird das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dieses zweite Ausführungsbeispiel, das in Fig. 4 dargestellt ist, überwindet den zuvor erwähnten Nachteil. Das lastabhängige Druckminderungsventil gemäß der zweiten Ausführungsform ist an der Ladeplattform 13 angebracht, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist; es ist mit der Welle 55 verbunden, die mittels einer Augenschraube 57 an der Trägerinstallationsjaitte 56 angebracht ist, die ihrerseits mit der Hinterradachse 18 verbunden ist.

Mit X sei die Stellung der Welleninstallationsmitte 56 zum Zeitpunkt einer schwachen Last bezeichnet, mit Z sei das Ln.de der Welle 55 bezeichnet, das in den Federträger 53 eingeführt ist, und mit O sei der Schnittpunkt der horizontalen Mittellinie der Welle 55 und der horizontalen Mittellinie der Hinterradachse bezeichnet. Sodann beträgt die Länge einer Seite L^ von ,4 ZOX:

In entsprechender Weise sei mit Y die Stellung der Welleninstallationsmitte 56 zum Zeitpunkt einer starken Last bezeichnet, und mit P sei das Ende der Welle 55 bezeichnet, das in den Federträger 56 eingeführt ist. Sodann beträgt die Länge einer Seite I₂ von 4P0Y:

2 , 2
O " "H

Unter der Annahme, daß die Welle 55 aus einem Material besteht, welches eine hinreichende Knickfestigkeit und Biegefestigkeit besitzt, folgt daraus, daß 1_Q i I^ ist. Damit beträgt die Abmessungsänderung in der horizontalen Richtung*

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Unter Heranziehung der Änderung dieser Abmessung H wird die Rückschlagkraft der Lastfeder 16 oder in einigen Fällen der Hilfsfeder 69 erhöht, und das Schließen des Steuerventils CV findet bei eines höheren Druck statt, wie dies im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist.

Der Federträger 53 für die Federn 16 und 69 (siehe Fig. 4) wirkt in der Weise, daß das Zusammendrücken der Lastfeder und der Hilfsfeder 69 gesteigert wird, nicht aber vermindert wird. Venn demgemäß das Ende des Federträgers 53 in derselben Ebene positioniert ist wie das Ende des Zylinders 51, 1st es möglich, die Druckminderwirkung auf das Haß einzustellen, das zu dem betreffenden Zeitpunkt für das mit diesem Ventil aus·* gerüstete Fahrzeug erforderlich ist, welches auf der Ladeplattform ohne irgendeine Last ist. Sodann kann die Einstellung für das Fahrzeug ohne irgendeine Last automatisch abgeschlossen werden, indem lediglich die Welle an dem Träger 56 an der Hinterradachse 18 angebracht wird und die Augenschraube 57 so eingestellt wird, daß das Ende des Trägers die Lastfeder 16 schwach berührt. Es ist sodann unnötig, solche mühsamen Vorgänge zu durchlaufen, wie das Auemessen der Abmessungen und das Ausmessen der Betriebslast auf die Feder, was bei einer Vorrichtung herkömmlicher Art, bei der ein Gelenkmechanismus verwendet wird, erforderlich gewesen wäre.

Der Vorgang des Durchbiegens der Feder 16, der zum Zeltpunkt ihrer maximalen Zusammenziehung auftritt, kann darüber hinaus infolge der Unterbringung der Lastfeder in dem Zylinder 51 verhindert werden.

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Wenn darüber hinaus die Lastfedern der Außenatmosphäre in einem kalten Klima oder dgl. ausgesetzt sind, kann häufig eine Schwierigkeit insofern auftreten» als die festgelegte Betriebslast infolge einer Vereisung, eines Anhaftens von Schnee, etc., nicht erreicht werden kann. Diese Schwierigkeit kann Jedoch dadurch beseitigt werden, daß die Feder mit dem Zylinder 51 in einem Gehäuse untergebracht wird und daß dieses Gehäuse ferner mittels einer Abdeckung 68 von der Außenseite isoliert wird.

Eine weitere Eigenschaft der zweiten AusfUhrungsform besteht darin, daß der Aufbau des Druckpuffers PA verschieden ist von dem beim ersten Ausführungsbeispiel. Dies bedeutet, daß der betreffende Druckpuffer sich von dem beim ersten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Insofern unterscheidet, als eine kegelförmige ölkammer 33 aus einem elastischen Material anstelle des Kolbens 41, der Napfdichtung 36 und der Tellerfeder 40 gemäß Fig. 2 verwendet wird.

In dieser ölkammer 33 ist dieselbe Feder 37 wie beim ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen, so daß der Steuerdruck PC in dieser Steuerkammer 31 gespeichert werden kann; das Bremsöl wird jedoch daran gehindert, in die Luftkammer 34 auf der Außenseite der ölkammer 33 einzutreten. Dieselbe Wirkung eines Druckpuffers PA wie beim ersten Ausführungsbeispiel kann durch Anwendung dieser einfachen Konstruktion erzielt werden.

Sin weiterer Unterschied zu dem ersten Ausfuhrungsbeispiel liegt darin, daß eine Feder 38 auf der Spindel 23 des Steuerventils vorgesehen ist, wie dies in Fig. 4 gezeigt 1st. Dies« Feder dient dem Zwecke der Vermeidung eines Gleitwiderstands

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der Y-Diehtung 25 und der Napf dichtung 28. Der Betriebsdruck bzw. die Betriebslast dieser Feder ist weit geringer als die der Lastfeder 16, die über den Federhalter 26 auf die Spindel 23 wirkt.

Die innerhalb der Lastfeder 16 angeordnete Hilfsfeder 69 ist so ausgebildet, daß sie auf den Federhalter 26 lediglich einen Druck ausübt, nachdem die Lastfeder 16 gut zusammengedrückt ist. Als Ergebnis dieses Vorgangs ist es erforderlich, daß das Steuerventil CV in direktem Verhältnis zur Last bzw. Belastung auf dem bzw. das Fahrzeug wirkt, obwohl das Absenken der Ladeplattform nicht in direktem Verhältnis zur Belastung der Plattform steht. Dies stellt selbstverständlich eine Verbesserung in der zweiten Ausführungsform dar, die sich nicht im ersten Ausführungsbeispiel findet.

Abgesehen von den oben erwähnten Unterschieden arbeitet das in Flg. 4 dargestellte Ventil im großen und ganzen in derselben Weise wie das Ventil gemäß der ersten Ausführungsform.

Abschließend sei bemerkt, daß durch die vorliegende Erfindung ein Druckminderventil geschaffen worden ist, welches eine ordnungsgemäße Fahrzeugbremssteuerung in einem lastabhängigen Verhältnis ausführt, und zwar proportional zu der von dem Fahrzeug getragenen Last, indem ein hydraulischer Bremsdruckkreis dicht abgeschlossen wird, in welchem der Bremsdruck proportional zur Last auf dem Fahrzeug reguliert wird. Dies geschieht in einer Steuerkammer durch Anwendung eines Steuerventils, welches die Druckminderfunktion des Druckminderventils steuert. Das Steuerventil wird so geregelt, daß es entgegen dem von der BremsdruckqiÄle her ausgeübten hydraulischen Druck im Verhältnis zum Anstieg der Fahrzeugbelastung

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offen bleibt. Auf diese Weise wird der Herabsetzungs-Anfangsdruck des Druckminderventils entsprechend angehoben, was den hydraulischen Bremsdruck auf die Hinterradbremsen des Fahrzeugs vermindert. Lastabhängige Druckminderventile herkömmlichen Typs steigern den Herabsetzungs-Anfangsdruck des Druckminderventils in direktem mechanischen Verhältnis zu der auf das Fahrzeug wirkenden Belastung. Im Vergleich dazu wird durch das Druckminderventil gemäß der vorliegenden Erfindung der Herabsetzungs-Anfangsdruck Indirekt gesteuert, und zwar durch Ändern des hydraulischen Drucks der Steuerkammer, .der der Belastung des Fahrzeugs proportional ist. Auf diese Weise wird ein genauer Betrieb erzielt, ohne daß irgendwelche mechanischen Verluste verschiedener Art auftreten, die die Änderung mechanischer Kräfte begleiten, wie sie bei dem herkömmlichen Druckminderventil beobachtet werden.

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Claims

- Zh -

Patiatinmrlfehi

Lastabhängig·* Druckeinderangsvertö- lir dae Hinterrad-Bre«*·» syste« eines Fahrzeugs, «it eine« Ventilkolben, d«r inn ZuwunMnwirken «it «in·· Ventilsitz durch dan Flächen* unterschied zwischen d«n Kolbenflttchen» die «inta hydraulischen Druck von einer !hydraulischen Druckquell· bar auf* aaiaat·» und voa einer Hinterredbreme·, derart betätigt ist» daa ein Breeefluiddurchgang rtm der aydrauüsofiaii DrucJc« quelle au de« Hinterrad geöffnet bzw. verschlossen wird» und mit einer Steuerkaamer, die derart betreibbar ist» da3 ein Steuerdruck speicherbar ist» durch den der Kolben von de« Ventilsitz weg in die ÖfXnuBgsriehtung druckbar ist» und das der Anfangsdruck umm Druckminderbetriebe in Abhängigkeit von d*r Belastung des Fahrzeuge steuerbar ist» dfldjffg,fe fftfcllHHtliflltft- d*⁰ **b Steuerventil (CV) vorgesehen ist* welches d9n Fluiddurchgang von der hydraulischen lJruckquelle (1) «u der Steuerkt«wer (31) hin zu öffnen und zu sehlieden gestattet und dad eine Vor· spannungseinrlcfitung einen solchen Druck auf das Steuerventil (CV) ausübt» dafi dieses i« Verhältnis zur Belastung des Fahrzeuge offen bleibt» wobei der Her*bs«tzung*~Anfangsdruek des Ünjckminderventila (PV) entsprechend an» steigt.
2. LaetabhsAgige» Druckalnrterungsvmtilnach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dad das Steuerventil (CV) «it einer Ventil« spindel (64) versehen ist und daß die Yors^ausaigseinrieh* tung eine Feder (16) uafaöt, die auf die Belastung d·» Fahrzeuge hin zusa*e*ng«drückt wird und die ihrerseits auf die Belastung des Fahrzeug* hin die betreffende Spindel (64) in die zur öffnung des Steuerventils (CV) erforderliche Richtung druckt.

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BAD ORIGINAL
3. Lastabhängiges Druckminderungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet»daß der auf die Vorderradbremse (4, 4·) des Fahrzeugs von einer Druckquelle (1) her ausgeübte hydraulische Bremsdruck auf die betreffende Spindel (64) in der zur Schließung des Steuerventils (CV) führenden Richtung zur Wirkung gebracht ist.
4. Lastabhängiges Qruckminderungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckpuffereinrichtung (PA) vorgesehen ist, durch die die Kapazität der Steuerkamaer (31) elastisch erweiterbar ist.
5. Lastabhängiges Druckminderungsventil nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Spindel (64) einen Druck ausübende Feder in einem Zylinder (51) enthalten ist ·
6. Lastabhängiges Druckminderungsventil nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die genannt« Feder über einen flexiblen Träger (55) ia Verhältnis dfts Absinkens der Fahrzeugs-Ladeplattform (13) infolge einer darauf befindlichen Last zusammengedrückt ist.

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